Optikai tervezőrendszerek használata (A TracePro sugárkövető program alkalmazása)

„Ágazati Á ti felkészítés f lké íté a h hazaii ELI projekttel j ktt l ö összefüggő fü ő képzési ké é i é és K K+F F ffeladatokra" l d t k "

Optikai tervezőrendszerek használata (A TracePro sugárkövető program alkalmazása) Dr. Pálfalvi László

TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt

1

Bevezetés Modern optikai kutatások során hasznos az optikai rendszerek elrendezéseinek számítógépen való megtervezése, azon való szimulációk elvégzése. elvégzése Ehhez különféle szoftveres megoldások állnak manapság rendelkezésünkre Ismertebb optikai tervezőrendszerek: OSLO (sugárseregek analizálására és követésére) TracePro T P ( (sugarak-, k sugárseregek á k követésére, kö té é vizsgálására, i álá á szóródás analizálására, összetett optikai rendszerek vizsgálata) Code V ((modellezés,, optimalizálás, p , analizálás optikai p rendszerekben) OptiWave szoftvercsomag (széleskörű optikai programok)


2

Bevezetés Optikai tervezőrendszerek mellett érdemes használni egy általános tervezőrendszert az elrendezések összeállításához Ismertebb általános tervezőrendszerek: SolidEdge SolidWorks CATIA


3

Bevezetés A továbbiakban ábbi kb az optikai ik i tervezőrendszerek ő d k közül kö ül felhasználóbarát f lh álób á felülete és kezelhetősége végett a TracePro szoftvert, általános tervezőrendszerek közül pedig a SolidEdge programból való exportálás és importálás menetét fogjuk ismertetni, noha az említett szoftverek és szoftvercsomagok mindegyike képes ezekre. Kurzusunk célja általános ismereteket nyújtani a fent említett két szoftver kezelését és használatát illetően Az adatok kinyerése után azokkal a továbbiakban valamilyen matematikai t tik i programokkal kk l fogunk f k dolgozni d l i MathCad MatLab Az ábrázolásokhoz a MathCad és az Origin szoftvert fogjuk használni TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt

4

Amiről szó lesz • • • • • • • • • • • • • •

Felhasználói felület ismertetése, exportálás, importálás Objektum definiálása és szerkesztése F lül t k és Felületek é közegek kö k tulajdonságai, t l jd á i Boolean B l eszközök kö ök A mátrixoptika elemei, Sugárkövetés I. Sugárkövetés II. Fénytörés, visszaverődés sík és görbült felületről Lencsék, lencsehibák Komplex kidolgozott problémák Ugrásszerűen változó törésmutatójú közegek, optikai szálak G di Gradiens tö törésmutatójú é t tójú kö közeg II. Gradiens törésmutatójú közeg II. Rezonátorok Polarizáció és anizotrópia Döntött impulzusfrontú THz-es gerjesztési elrendezés analízise


5

1. Előadás

TracePro A program fontosabb funkciói: Egyszerűbb alakzatok, alakzatok lencsék lencsék, csövek csövek, stb stb. definiálása és beillesztése, akár importálása Beillesztett objektumok anyagtulajdonságának megadása (tö é (törésmutató, t tó anyagfajta…) f jt ) Sugarak, sugárforrások definiálása Sugárkövetés elvégzése, elvégzése elemzése A program milliméter egységekben kéri és adja vissza az adatokat! Alapértelmezetten a modelltér törésmutatója n = 1, hőmérséklete pedig 25°C, mely paraméterek átállíthatóak.


6

T TracePro P A program korlátjai Nemlineáris optikai jelenségek szimulációja és analízise Gauss nyalábokkal való szimulációk és számolások Műveletek végzése a kinyert adatokkal, ábrázolás, kiértékelés programon belül Hullámoptikai szimulációk, impulzusterjedés közvetlen kezelése Diffrakció kezelése. Pl. optikai p rács definiálása körülményesen, y , ún. RepTile funkciókkal lehetséges (rácsegyenletet nem kezeli)


7

Felhasználói felület ismertetése A program indításakor az áb á látható ábrán láth tó felület f lül t fogad f d minket. Felül az általános szalagmenü és eszköztárak, középen a tervezőablak, legalul pedig p g a Státusz jjelző ((Status bar), melyen a kurzor pozícióját, a legutóbbi kattintás pozícióját olvas olvashatjuk le többek között.


8

Felhasználói felület ismertetése A tervező ablak két részből áll: Modell tér a jobb oldalon Rendszerfa (System tree) – a b l oldalon bal ld l


9

Menük és gombok A szalagmenü első gombja a standard File menü, melyben megtalálhatóak a Mentés (Save), Betöltés (Open), Nyomtatás (Print) és egyéb szokásos opciók. Ezeken kívül itt lehetőségünk van a sugarak adatainak kimentésére. A Szerkesztés (Edit) menüpontban a Másolás (Copy), Visszavonás (Undo) mellett olyan opciókat találhatunk, amik az egyes gy felületek szerkesztésére használhatóak ((Pl.: Felület kihúzása (Surface/Sweep), Felület kihúzása forgatással valamely tengely körül (Surface/Revolve)), valamint a komplett objektumra vonatkozó mozgatások (Object/Translation, (Object/Translation Object/Move Object/Move, Object/Rotate…). Ezen kívül jegyzeteket szúrhatunk be az adott munkánkhoz (Notes).


10

Menük és gombok

A Nézet (View) opcióban a megjelenítést állíthatjuk be. A legfelső szekcióban ki, illetve bekapcsolhatjuk p j a Státusz jjelzőt ((Status Bar), valamint személyre szabhatjuk az eszköztárat. A következő szekcióban, a modell térben megjelenített lencsék és külö fél testek különféle t t k megjelenítését j l íté ét váltogathatjuk ált th tj k rendre: d Vá l t Vázlat (Silhouettes), Rejtett vonalakkal (Render), Drótvázas (Wireframe), illetve a vázlatrajz megjelenítése nem látható vonalak nélkül (Hidden line).


11

Menük és gombok g

Silhouettes

Render

Wi f Wireframe TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt

Hidd li Hidden line 12

Menük és gombok A modell tér megjelenítésének nézetét a 7. és 8. szekcióban tehetjük meg. A Nézet beállítás (Set View) opció megnyomásával manuálisan állíthatjuk j be a nézetet,, a Nézet elnevezés (Named View) választásával pedig elmenthetjük azt. Továbbá választhatunk az előre definiált nézetek közül a Profil (Profiles) menüpontban (YZ, (YZ XY, XY XZ…), XZ ) a Pan opció segítségével pedig mozgathatjuk a megjelenített munkaterületet. A Forgatás (Rotate) menüpontban lévő Orbit opcióval szabadon dönthetjük, dönthetjük illetve forgathatjuk a nézetet, valamint az About Axis opcióban numerikusan állíthatjuk be a forgatásnak, dö té döntésnek k az értékeit. é ték it


13

7.

8.

Menük és gombok Ezen beállítások E b állítá k többségét több é ét elérhetjük lé h tjük gomb b formában f áb is az Eszköztáron: A kicsinyítés/nagyítás funkciókat, a Pan-t , valamint az előre definiált nézeteket érhetjük el azonnal gombnyomásra: Ezen kívül helyet kapott az Orbit funkció , mellyel a modellteret forgathatjuk szabadon. A modelltér forgatását megtehetjük a bal alsó sarkában található koordináta koordináta-rendszer rendszer elforgatásával is. 7.

8.


14

Menük és gombok A Beszúrás (Insert) menüpontban van lehetőségünk különböző optikai eszközök és egyéb objektumok beillesztésére. beillesztésére Ezek: Lencsék ((Lens Element)) Fresnel lencsék (Fresnel Lens) Tükrök (Reflector) Csövek (Tube) Körszimmetrikus lemez, a közepén kör alakú kivágással (Baffle Vane ) Egyszerű szilárd test (Primitive Solid)


15

Menük és gombok Valamint itt lehetőségünk van a Part… opcióval más tervezőprogramban (Pl.: SolidEdge) elkészített objektum beillesztésére, beillesztésére amennyiben azt ACIS (.sat) ( sat) formá formátumban exportáltuk.


16

Exportálás SolidEdge-ből SolidEdge ből Ez a gépgyártás technológiában széles körben használt tervezőprogram. (H (Használatára ál tá nem térünk té ü k ki ki, ezzell másik á ik kkurzuson iismerkedhetnek k dh t k meg)) Miután elkészítettük az exportálandó objektumot, a szokásos Mentés opció helyett válasszuk a Mentés másként (Save As…) lehetőséget.


17

Exportálás SolidEdge-ből SolidEdge ből A megjelenő párbeszédablakon párbeszédablakon, állítsuk át az exportálandó fájl típusát a SolidEdge általános Part Documents ( par) típusáról, (.par) típusáról a TracePro által is kezelhető ACIS documents (.sat) típusra. A szokásos módon adjunk nevett a fájlnak, fájl k majd jd mentsük t ük el. l


18

Objektum importálása a TracePro TracePro-ba ba A TracePro programban kattintsuk az Insert Part gombra az eszköztáron, vagy az Insert menü / Part opciójára. A párbeszédablakon áb éd bl k állí k át állítsuk á a fájltípust ACIS Files (.sat) típusra, majd keressük meg és jelöljük ki a SolidEdge-el exportált fájlunkat. Végül kattintsunk a Megnyitás g gombra!


19

Objektum importálása a TracePro TracePro-ba ba Az importált objektumunk a SolidEdge SolidEdge-ben ben definiált méretekkel és orientációval fog rendelkezni. Azonban lehetőségünk van ezek megváltoztatására a TracePro-n belül. (Szerkesztés (Edit) menü / Mozgatás (Move), F Forgatás á (Rotate…) (R ) (Az importált objektum tulajdonságainak megváltoztatását később nézzük meg)


20

Mit ismertünk meg? -

A TracePreo felhasználói felülete A TracePro menürendszere Export, import funkciók

Kö k k Következik: Objektumok beillesztése szerkesztése


21

Optikai tervezőrendszerek használata (A TracePro sugárkövető program alkalmazása)

Recommend Documents